MOLYBDÈNE

Propriétés physiques

Le molybdène naturel est constitué de sept isotopes, dont six stables (⁹⁸Mo, 24,13 p. 100 ; ⁹⁶Mo, 16, 68 p. 100 ; ⁹⁵Mo, 15,92 p. 100, ⁹²Mo, 14,84 p. 100 ; ⁹⁷Mo, 9,55 p. 100 ; ⁹⁴Mo, 9,25 p. 100) et un radioactif primaire (¹⁰⁰Mo, 9,63 p. 100, de demi-vie 7,8. 10¹⁸ ans). Vingt-six autres isotopes artificiels sont connus, avec des nombres de masse compris entre 83 et 115. Quelques-unes des propriétés physiques les plus courantes du molybdène sont énumérées dans le tableau 3. Le haut point de fusion du métal, son module d'élasticité élevé, sa bonne conductibilité thermique, sa faible chaleur spécifique et son faible coefficient de dilatation sont les principales propriétés physiques sur lesquelles reposent ses applications. Citons aussi son excellente résistance à la corrosion.

Caractéristiques mécaniques

Les caractéristiques mécaniques du molybdène sont étroitement dépendantes de la présence de certains éléments (oxygène, carbone, azote). La ductilité à la température ambiante peut être très affectée, car la température de transition ductile-fragile peut, pour de nombreux systèmes de sollicitation, être supérieure à la température ambiante.

Les caractéristiques à températures élevées sont fortement influencées par la température de recristallisation, laquelle fixe une limite à la température d'emploi (de l'ordre de 900 ⁰C pour le molybdène pur).

Résistance à la corrosion

Le molybdène métallique résiste à la corrosion de nombreux produits chimiques, en particulier à celle des acides chlorhydrique, fluorhydrique, sulfurique, phosphorique, pour une large gamme de températures et de concentrations. Il est rapidement attaqué par les acides oxydants, tels que l'acide nitrique et l'eau régale, par les sels oxydants fondus, tels que le nitrate de potassium, et par les alcalis fondus. Le molybdène n'est pas attaqué par des métaux liquides, tels que potassium, sodium, bismuth, magnésium et mercure, même à température élevée. La vapeur d'eau, l'anhydride sulfureux, les oxydes nitreux et nitriques ont un effet oxydant sur le molybdène aux températures élevées. Il est relativement inerte dans le dioxyde de carbone, l'azote et l'ammoniac craqué jusqu'à environ 1 100 ⁰C. L'utilisation du molybdène comme électrode de four de verrerie et comme matériel de manutention du verre liquide confirme sa résistance élevée à la corrosion dans presque tous les types de verres fondus.

À des températures dépassant environ 550 ⁰C, le molybdène non protégé s'oxyde si rapidement à l'air ou dans les atmosphères oxydantes qu'il est inutilisable dans de telles conditions. On peut cependant envisager son emploi sans protection pour de courtes durées de fonctionnement (fusées), ou lorsque l'atmosphère environnante n'est pas oxydante (fours à vide et à hydrogène).

La protection du molybdène contre l'oxydation à hautes températures est réalisable par différents procédés ; le choix dépend des conditions de travail, c'est-à-dire de la température et des sollicitations mécaniques. Pour des températures allant jusqu'à 1 200 ⁰C, les alliages à base de nickel appliqués sous forme de revêtement ou de couche vaporisée semblent convenir le mieux ; aux températures atteignant 1 550 ⁰C ou pour de courtes périodes à des températures plus élevées, on utilise des revêtements obtenus par chromatisation, par siliciuration ou par métallisation d'un alliage silicium-chrome-aluminium ; pour de plus longues périodes à des températures encore plus élevées, on peut employer des revêtements céramiques.

Alliages à base de molybdène

Le principal avantage des alliages à base de molybdène produits commercialement, comparativement au molybdène non allié, est leur plus haute température de recristallisation[...]